生理学——细胞的生物电现象ppt课件

1、在第三节，细胞的生物电现象，生物电，所有活细胞都表现出电的变化，无论是在安静状态还是在活跃过程中。这种电变化伴随着细胞生命活动，这就是所谓的生物电。恩格斯在总结100多年前自然科学的成就时指出：“如果不同时通电，地球几乎不会发生变化。”(1)记录生物电现象的生物活性，(1)细胞外记录，(2)细胞内记录，凌宁和杰拉德，(2)神经和骨骼肌细胞的生物电现象，(1)单个细胞的跨膜性静息电位和动作电位，以及(1)静息电位，即当细胞未被刺激时细胞膜两侧存在的电位差。一般来说，内部是消极的，外部是积极的。一个未受干扰的细胞的细胞膜上的电位差，在外表面有一个正号，在内部有一个负号。，毫伏，0，-70，跨膜恢复

2、电位恢复电位膜电位，极化：在静止电位时，维持在膜两侧的内部负和外部正状态称为膜极化。超极化：静息电位值向膜中负值增加的方向变化的过程。去极化：静息电位值向膜中负值减少的方向变化的过程。反向极化：膜中的电位从零变为正的过程，与静止电位的极性相反。再极化：细胞膜去极化或逆转，然后回到其原始极化状态的过程。2.动作电位。当可兴奋细胞被有效刺激时，膜电位将在静息电位的基础上经历快速、可逆和扩散的电位变化。这叫做动作电位。这是细胞兴奋的标志。动作电位是膜电位的快速变化。每个动作电位都是从正常静息负电位突然转变为正膜电位(去极化)开始，然后以几乎相等的快速转变为负电位(复极)结束。动作电位的时间相位，1。

3、静止期-70-90mv，2。去极化阶段-70-90mv，2040mv，过冲值：膜中的电位从零变为正的值。3.双极相为20-40毫伏-70-90毫伏，尖峰电位为短而尖的脉冲状电位变化，构成动作电位波形的主要部分。后电位：前电位在完全恢复到静止电位之前所经历的微小而缓慢的电位波动。负后电位(后去极化电位):下降分支在达到峰值电位后达到静止电位前经历的小而缓慢的电位波动。正后电位(后超极化电位):在峰值电位达到静止电位后，下降分支经历的小而缓慢的电位波动。动作电位“全有或全无”现象和同一细胞上动作电位的大小不随刺激强度和传导距离而变化的现象称为“全有或全无”现象。(2)生物电现象的机制。在能量消耗条

4、件下，钠钾泵建立的膜内高钾状态和膜外高钠状态是产生各种细胞生物电现象的基础。这两种离子通过膜结构中电压门控钾通道和钠通道的促进扩散是神经和骨骼肌细胞静息电位和动作电位形成的直接原因。1.静息电位的机制(伯恩斯坦理论)，(1)细胞内外k的不均匀分布，细胞内高k，安静状态下细胞膜对k的通透性。(2)促进钾外流的驱动力和阻止钾外流的阻力达到平衡钾平衡势(能斯特公式)；(3)钠钾泵维持细胞内外钠钾的不对称分布。，KCl，KCl，假设：1。解决方案： KCl 2。仅可渗透钾、Ek=ln、RT、R:气体常数T :绝对温度Z3360价态F:法拉第c、能斯特公式、进、出、入、出、注：钾的净扩散等于零。假设：1

5、。解决方案： KCl 2。仅渗透钾，能斯特公式，讨论： 1。钾的渗透性影响钾吗？2.如果溶液中含有钠，EK怎么样？，电磁-电-钾的电化学驱动力，假设：1。解决方案： KCl 2。在钾穿过膜的净运动为零的条件下，仅可渗透钾，能斯特公式，概要，EK: EK。当各种离子穿过膜的电荷迁移率为零时，静电位Em保持不变。相对渗透率越高，渗透率越接近渗透率。钠钾泵维持钠和钾浓度梯度通过膜和扩散力。动作电位的产生机制动作电位的形成机制1。电化学驱动力。70mv、0、2。动作电位期间膜电导的变化、InA=GNa(MenA)，膜电导=膜对离子的渗透性，电压钳、钠、钾、3。膜电导宏观电流I=iP0N的变化，动作电位

6、产生的机制为：(1)当细胞受到有效刺激，膜去极化达到阈值电位时，电压门控钠通道打开(激活)，钠的顺电-化学梯度向内再生，直到膜中的正电位接近钠的平衡电位。(2)钠通道的快速失活和电压门控钾通道的开放是动作电位复极的主要原因。(3)钠钾泵的活动使钠和钾回到原来的分布状态。负后电位的形成原因，复极过程中积累在膜外侧的钾快速流出，暂时阻碍了钾的流出，正后电位的形成原因，电动钠钾泵的活性，第三，激发动作电位的产生和传播机制。(a)由刺激引起的刺激条件、刺激强度、刺激持续时间、时间-强度变化率、反比关系、阈值强度：(阈值强度)，在固定刺激的时间和强度-时间变化率之后，能使组织产生动作电位的最小刺激强度。

7、强度-持续时间曲线，基础强度：当刺激强度低于该强度时，无论刺激时间延长多长，都不会引起组织细胞的兴奋，这种刺激强度称为基础强度。时间：由基础强度两倍的刺激引起的组织兴奋的最短刺激持续时间。(2)外部刺激电流，-，外部电流可使细胞膜去极化，外部刺激，外向电流，内向电流，阴极激发的细胞外刺激，阳极激发的阴极抑制，阳极激发的细胞内刺激，外向电流，内向电流，-，阴极抑制的细胞内刺激(3)电张力电位和局部电位；1)电势，膜电位的分布由电池的电缆特性决定。在外加电流的作用下，细胞膜的固有电位发生被动变化。根据电定律，向四周扩散，指数衰减。(3)电张力电位和局部电位；1)电势，膜电位的分布由电池的电缆特性决

8、定。在外加电流的作用下，细胞膜的固有电位发生被动变化。施加的电流强度不足以改变细胞膜对离子的渗透性，而只能对细胞膜进行充电和放电。细胞外刺激导致阳极的超极化应力电位和阴极的去极化应力电位。镜像对称。根据电定律，向四周扩散，指数衰减。，2。局部反应局部电位升高，外部电流逐渐增加，少量钠通道开放，导致少量钠流入，膜发生轻微去极化反应。阈下外向电流刺激产生的去极化电位和少量钠通道开放引起的电位变化称为局部反应。这种阈下刺激引起的局部小去极化反应称为局部反应或局部兴奋。局部反应过程中的电位值称为局部电位。局部反应的特征，等级，随着阈下刺激强度的增强而增加，随着扩散距离的增加而迅速衰减。电离子传播的局部

9、电位):只能沿膜传播很短的距离，并随着传播距离的增加而迅速衰减甚至消失。，当膜去极化达到阈值电位时，电压门控钠离子通道将开放，钠离子流入将导致钠离子通道越来越大的开放，钠离子流入将有正反馈或再生循环过程，直至钠离子平衡电位。(5)同一细胞兴奋的传导机制。1.髓神经纤维“局部电流理论”，兴奋在同一细胞上的传导是基于局部电流的传导过程，是安全的。兴奋部分和静止部分之间有一个电位差。膜外的正电荷从静止部分移动到静止部分，形成局部电流。在膜内，与兴奋部分相邻的静止部分的电位上升。在膜外，与兴奋部分相邻的静止部分的电位下降，去极化达到阈值电位。局部电流：2在邻近静止位置的膜中触发新的AP爆发。有髓神经纤

10、维的传导过程为兴奋性-跳跃性传导、II、IM、RI、AP沿细胞膜：的局部回路电流和传播为跳跃性传导，由于有髓神经纤维的髓鞘是绝缘的，兴奋性传导只能在两个兰非结之间形成局部电流，因此动作电位传导似乎穿过髓鞘并在相邻的兰非结中相继出现，称为兴奋性跳跃性传导。一个动作电位从一个节点传递到另一个节点(ranvier的节点)被称为盐实验室传导。3。影响动作电位传导的因素：(1)细胞膜的被动电特性，(2)动作电位的去极化速度和振幅，动作电位的特性。“全有或全无”现象。2。非衰减传导。3。脉冲传导。组织的兴奋性(1)兴奋性，即细胞在受到刺激时产生动作电位的能力。(2)兴奋性评价指标，强度-时间曲线最全面地反映了兴奋性；1.阈值强度(Threshold)，即在固定刺激时间和强度-时间变化率后，能使组织产生动作电位的最小刺激强度。2、时间值、(3)影响兴奋性的因素、(1)静息电位水平、(2)阈电位水平、(3)通道特征、(4)神经细胞兴奋后兴奋性的周期性变化、(1)绝对不应期、(1)可兴奋细胞被刺激一次并被兴奋。细胞兴奋性为零。相当于神经细胞尖峰的持续时间，即细胞开始产生第二个动作电位的时间间隔。2